NO126967B - - Google Patents

Description

Elektrodehylster for elektroder i galvaniske elementer og fremgangsmåte til fremstilling av slike.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et

elektrodehylster for elektroder i galvaniske elementer, fortrinnsvis av bly-syre-typen, hvor elektroden omfatter flere ved hjelp av tverrforbindelser forbundne og i innbyrdes avstand anordnede staver av ledende materiale, som hver er omgitt av aktiv masse og forsynt med et rundt massen anordnet hylster som er fremstilt av elektrolyttfast, elektrisk isolerende materiale og er gjennomtrengelig for elektrolytten i det galvaniske element og består av to eller flere utenpå hinannen anordnede fiberlag.

Hylstere av denne art er tidligere

kjent. De har ofte vært utført som slissede hårdgummirør eller bestått av rundvevet, flettet eller strikket vev av glassfiber, as-bestgarn eller lignende materiale, undertiden i kombinasjon med et ytterhyIster av et elektrolyttfast foliemateriale.

Det er viktig at hylsteret er utformet

slik at det kan holde den aktive masse på plass og i intim kontakt med staven av ledende materiale. For å kunne følge det aktive materiales bevegelse når dette un-der driften har tendens til å svelle ut, må hylsteret være ettergivende og elastisk.

Det har vist seg at slissede hårdgum-mirør i mangel av denne egenskap ikke er istand til å holde den aktive masse på plass, idet denne har kunnet renne ut og hope seg opp i elementkarets nedre del. Dessuten er de ikke tilstrekkelig bruddsikre. De samme ulemper har de hylstere som er fremstilt av sammenfiltede, ved oi K_on ncncT -i

hjelp av plastimpregnering bundne glassfibre.

Det har tidligere vært fremsatt forskjellige forslag med hensyn til konstruksjon av hylstere. Blandt annet har det vært foreslått å fremstille hylstere av mikro-porøst, syrefast, isolerende materiale, f. eks. hårdgummi, polyvinylklorid eller annet plastmateriale. Mikroporøse hård-gummirør er imidlertid ikke tilstrekkelig

bruddsikre, og polyvinylkloridrørene har den

alvorlige ulempe at der, når poreveggover-flaten som her er relativt stor, kommer i kontakt med elektrolytten, utløses klor som ødelegger det galvaniske element. Hylstere som bare er fremstilt av glassgarn i en eller annen vevet form, har også vært foreslått, men heller ikke slike hylstere har vist seg å kunne oppfylle de stillede krav, da glassfibermaterialet er utsatt for korrosive angrep ved oxydasjon i elektrolytten og som følge av dette med tiden

mister den største del av sin mekaniske fasthet. Glassfiber konstruksjonen kan så-ledes bare tjene som filter, ikke som arme-ring, for den aktive masse.

Det i svensk patent 161359 beskrevne hylster, som består av en flettet eller rundvevet glassgarnslange, som er omgitt av et perforert hylster av syrefast, termoplastisk materiale, muliggjør fri elektrolyttsirkulasjon og hindrer på effektiv måte at den aktive masse faller av elektroden. Selv om den mekaniske styrke i glassgar-net ved elektrolyttens oxyderende virkning etter en tid vil avta betydelig, opptar det ytre hylster som omgir glasstrømpen, de oppstående mekaniske påkjenninger, slik at glassveven fremdeles tjener som filter og hindrer at det aktive materiale faller ut gjennom ytterhylsterets perforeringer.

Da perforeringen i et elektrodehylster imidlertid knapt kan strekkes mere enn 50 pst., er det innlysende at der kunne oppnås bedre kapasitetsverdier, hvis der i stedet for et perforert eller slisset ytterhylster, kunne anordnes et med bedre gjennomslippelighet for elektrolytten. For-søk har vist at elementkapasiteten ved elektroder i henhold til det nevnte svenske patent stiger med ca. 10 pst. hvis man sløyfer det perforerte ytterhylster.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaf-fe et elektrodehylster som har størst mu-lige gjennomslippelighet for elektrolytten og er ettergivende slik at dets vegger føl-ger den aktive masses bevegelser uten å briste og derved tvinger denne i god kontakt med staven av ledende materiale som er innlagt i og omgis av massen. Gjen-standen for oppfinnelsen har god mot-stand mot de elektrokjemiske angrep som opptrer i en galvanisk celle av den her gjeldende type.

Elektrodehylsteret ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at de indre lag utgjøres av en glassfiberfletning og det eller de ytre lag av en fibrøs vev av et annet elektrolyttfast, elektrisk isolerende materiale, og at det indre lag er rundflettet eller rund-strikket, mens i det minste ett ytre lag er rundvevet.

Elektrodehylsteret ifølge oppfinnel-sens prinsipp er mekanisk sett meget sterkt da den svellende aktive masse trykker det indre hylsterlag fast mot det ytre og på den måte ved friksjon binder de to hyl-sterlags tråder fast til hinannen. Et slikt hylster har tilstrekkelig stor elastisitet, meget stor fasthet og muliggjør praktisk talt uhindret elektrolyttsirkulasjon.

Som nevnt kan de forskjellige hylsterlag fremstilles av forskjellig materiale. Så-ledes kan f. eks. det indre lag bestå av flettet garn av glassfibre og det ytre lag av vevet garn av termoplastisk, elektrolyttfast, isolerende materialle, f. eks. vinylfibre, amidfibre (nylon), vinylidenfibre, fluoretenfibre (teflon), stentereftalatfibre (te-ry len) eller homogene tråder av samme materialer. Det er fordelaktig, men ikke nødvendig, å utføre det indre lag av glassfibre, da det termoplastiske fibermate-riale derved isoleres fra direkte kontakt med blyperoxydet, hvilken kontakt i visse tilfelle kan lede til oxydasjon av termo-plastfibrene. Likeledes kan der i de forskjellige lags vev anvendes forskjellige materialer samtidig. Hvis det indre lag f. eks. består av glassfibre, er det ikke nødvendig at det ytre lags vev er like tett som det indre lags, idet det ytre lag kan være mere glissent vevet. Dette gjelder særlig hvis der anvendes fluoretenplastfibre i det ytre lag, da dette materiale betinger en relativt høy pris. Det kan undertiden være fordelaktig

å la en mindre del av trådene i vevlagene

eller i noen av disse utgjøres av fluoretenplast og resten av et annet materiale. Fluoretenplast er overordentlig motstands-dyktig mot de i elementet opptredende elektrokjemiske påkjenninger, også ved eventuelt opptredende forhøyet tempera-tur. Trådene i de forskjellige vevlag kan imidlertid også utgjøres av glassfibre alene. Ved en slik utførelse er det fordelaktig å la trådene i ett av lagene bestå av med termoplastisk materiale overtrukne glassfibre og/eller -garn. I visse tilfelle kan det være en fordel å binde trådene i vevlagene fast til hinannen, og likeledes kan det undertiden være ønskelig helt eller delvis å binde de forskjellige vevlag til hinannen. For å oppnå en slik sammenbin-ding bringer man hylsteret helt eller delvis i kontakt med et oppløsningsmiddel for de i hylsteret inngående termoplastiske materialer, hvoretter trådene i hylsterets forskjellige lag ved varme og/eller trykk sammensvelles eller sammensveises i sine krysningspunkter eller i en del av disse. Hysteret ifølge oppfinnelsen utmerker seg altså for det første ved at det består av to eller flere lag fibrøst materiale, hvor de forskjellige lag hver for seg kan være vevet, flettet, strikket eller filtet. Et annet trekk ved dette hylster består videre i at

det fibrøse materiale er spunnet eller

tvunnet til tråder og at forskjellige materialer kan komme til anvendelse i de forskjellige hylsterlag. Angående trådene av kunstharpiksmateriale, kan disse Være homogene.

For å hindre at hylsteret skal bli elastisk og for å støtte det opp, er de ved fremstillingsmåten omkringløpende tråder ifølge oppfinnelsen kombinert med tråder som strekker seg på langs av vev-veggen dannede rørhylster. Ved rundflet-ning betegnes en slik fremgangsmåte som «mnfletting av stengler».

Etter vevingen hhv. flettingen eller strikkingen er det fordelaktig å stive elektrodehylsteret opp i rørform ved klistring eller annen appretering og eventuelt tør-king, idet det forutsettes at appreterings-midlet er oppløselig i elektrolytten.

Hysteret ifølge oppfinnelsen har meget høy porøsitet som heller ikke reduseres

nevneverdig hvis det er fremstilt i to eller

flere lag, hvorfor det i denne henseende er

overlegent over tidligere kjente hylstere.

Kapasiteten av et galvanisk element

av det her gjeldende slag er blant annet

proporsjonalt med mengden av aktivt materiale i samme. Det er av denne grunn

særlig ønskelig å øke denne mengde aktivt

materiale med bibehold av elektrodestave-nes ytterdiameter og dermed elementets

dimensjoner. Ved elektroder ifølge oppfinnelsen kan hylsterets vegger gjøres meget

tynne, hvilket innebærer at en større

mengde aktivt materiale ved en viss gitt

ytterdiameter kan innføres i hylsteret. Kapasiteten er dessuten avhengig av elektro-dehylsterets porøsitet. Det er derfor av be-tydning at denne er så stor som mulig.

Da batterier som inneholder rørelek-troder av den type det her er tale om, i

stor utstrekning anvendes til drift av blant

annet lastevogner, lokomotiver og lignende

transportkjøretøy, må det betraktes som

et teknisk fremskritt hvis driftstiden mel-lom batterioppladningene kan økes. En

slik forlengelse av driftstiden oppnås med

batterier som inneholder elektroder ifølge

oppfinnelsen.

Elektrodehylsteret ifølge oppfinnelsen

kan ikke bare ha form av enkelte rør, men

ved såkalt «patronbeltevev» kan der fremstilles flere i samme plan ved siden av hinannen anordnede, sammenhengende rør.

Et hylster som er fremstilt på denne måte

fremgår av tegningens fig. 1.

På tegningen viser fig. 1 en del av en

elektrode ifølge oppfinnelsen, fig. 2 et elektrodehylster ifølge en utførelse av oppfinnelsen og fig. 3 et snitt gjennom en av et

hylster omgitt elektrodestav. Med henvis-ningstallet 1 er betegnet elektrodestavens

ledende metallkjerne, det aktive materiale

som omgir denne kjerne, er betegnet med 2. De i hylsteret inngående perimetrisk anordnede tråder og/eller fibre er betegnet

med 3 og de i disse innvevede, innflettede

eller innstrikkede langsgående tråder og/

eller fibre med 4.

Claims (6)

1. Elektrodehylster for elektroder i

galvaniske elementer, fortrinnsvis av bly-syre-typen, hvor elektroden omfatter flere ved hjelp av tverrforbindelser forbundne og i innbyrdes avstand anordnede verti- kale staver av ledende materiale, som hver er omgitt av aktiv masse og forsynt med et rundt massen anordnet rørformet hylster som er fremstilt av elektrolyttfast, elektrisk isolerende materiale og er gjennomtrengelig for elektrolytten i det galvaniske element og består av to eller flere utenpå hinannen anordnede fiberlag, karakterisert ved at de indre lag utgjøres av en glassfiberfletning og det eller de ytre lag av en fibrøs vev av et annet elektrolyttfast, elektrisk isolerende materiale, og at det indre lag er rundflettet eller rundstrik-ket, mens i det minste ett ytre lag er rundvevet.

2. Elektrodehylster ifølge påstand 1, karakterisert ved at det fibrøse materiale i de forskjellige fiberlag, foruten av glass, f. eks. består av vinylfibre, amidfibre, vinylidenfibre, fluoretenfibre, etenterefta-latfibre og dermed sammenlignbare materialer, samt sampolymerisat.

3. Elektrodehylster ifølge påstandene 1 og 2, karakterisert ved at der i det minste i ett ytre lag er innvevet monofilamen-ter i form av langsgående staver, såkalte stengler.

4. Elektrodehylster ifølge de foregående påstander, karakterisert ved at der i det minste i ett ytre lag kan inngå flere forskjellige fibermaterialer.

5. Fremgangsmåte ved fremstilling av elektrodehylstere ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at hylsteret helt eller delvis er bragt i kontakt med et oppløsnings- eller myknings-middel og at hylsteret deretter over hele eller en del av sin overflate er utsatt for virkningen av varme med eller uten trykk, slik at et større eller mindre antall av trå-denes krysningspunkter derved sammensveises, sammensvelles eller sammenklist-res.

6. Elektrode for galvaniske elementer, fortrinnsvis av bly-syre-typen, omfattende flere ved tverrforbindelser forbundne og på i innbyrdes avstand anordnede verti-kale staver av ledende materiale hvorav hver er omgitt av aktiv masse, karakterisert ved at stavene er forsynt med rundt massen anbragte rørformede hylstere ifølge en eller flere av de foregående påstander.